電流回復現象を利用した軟磁性磁気繊毛皮膜の開発と小型平面アクチュエータの試作

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近年,マイクロマシンの要素技術である電磁型アクチュエータは,より小型化される傾向にあり,膜面垂直方向に磁化した場合の反磁界をどう抑えるかが,アクチュエータ開発の重要なポイントとなっている.本研究では,この問題を解決するために,アルマイト磁性皮膜を改良し,直径0.2μm,長さ60μm,即ち,アスペクト比300の針状磁性体が,0.4〜1μmの間隔で,膜面垂直方向に無数に並んだ磁気繊毛皮膜を作製し,これ利用して,小型平面アクチュエータを試作することを目的とした.以下に,研究概要を示す.(1)バリア層貫通処理の検討アルマイト皮膜の微細孔中への金属析出に,直流めっきを用いる場合,微細孔とめっきの際の電極となる下地アルミニウムの間に存在する絶縁性のバリア層を貫通する必要がある.しかし,微細孔の直径を変えるために,陽極酸化条件を変えると,そのつど,この貫通条件を模索する必要があった.本研究では,陽極酸化後の酸化皮膜を,下地アルミニウムから逆電剥離し,そのバリア層側に,アルミニウムを蒸着し再陽極酸化を行った.新たに成長した微細孔は,バリア層を貫通するので,蒸着アルミニウムを除去した皮膜に,Cuを蒸着し直流電析のための電極とすることが可能となった.(2)リソグラフィ技術の適用アルマイト皮膜の微細孔の直径は,最大でも0.1μm程度と微小なため,本来,軟磁性を示すCo基非晶質合金を,微細孔中にめっきし,針状磁性体を作製した場合でも,最小でも500eという大きな保磁力を有する.本研究では,アルミナ皮膜の微細孔を膜厚方向の異方性エッチングに利用し,めっきの際の鋳型として用いることを検討した.逆剥離したアルミナ皮膜に,フォトリソグラフィを用いて,マスクパターンを形成し,アスペクト比約100で,10×10μmの正方形の孔が,間隔100μmで並んだ針状磁性体の鋳型を形成することに成功した.